馬衛(wèi)東

摘要：伴隨著新一輪能源革命的大潮，智能設(shè)備正越來(lái)越多的走進(jìn)電力營(yíng)銷領(lǐng)域?；ヂ?lián)網(wǎng)+形態(tài)的智能終端使得傳統(tǒng)的采集裝置功能得到極大的拓展，雙介質(zhì)專變采集智能終端可以讓采集信息在多介質(zhì)傳輸通道中連續(xù)傳播，避免了由于復(fù)雜環(huán)境下單一介質(zhì)出現(xiàn)阻斷而導(dǎo)致的采集失敗問(wèn)題，進(jìn)而有效的提高了工作效率。

關(guān)鍵詞：雙介質(zhì)專變采集;智能;終端;研究

1研究背景

無(wú)線公網(wǎng)（GPRS）是電力遠(yuǎn)程抄表非常重要的通信方式之一，但由于無(wú)線公網(wǎng)信號(hào)覆蓋盲區(qū)的存在，約10%的遠(yuǎn)程抄表采集終端無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，（山區(qū)中盲區(qū)高達(dá)40%-60%），采集盲區(qū)雖然所占比重不大，但所涉及的用戶多為大客戶（如山區(qū)礦廠等）。如不能有效解決盲區(qū)問(wèn)題，則會(huì)影響電力負(fù)荷控制，進(jìn)而造成用戶經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)公司的服務(wù)質(zhì)量造成嚴(yán)重?fù)p害。

2技術(shù)原理及解決方案

2.1總體構(gòu)想

電力線載波通信技術(shù)出現(xiàn)于上世紀(jì)二十年代，經(jīng)過(guò)百年的發(fā)展，目前已經(jīng)具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模和水平，進(jìn)入上世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)電力事業(yè)和電力系統(tǒng)是以前所未有的速度迅猛發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模也越來(lái)越大，以數(shù)字載波通信、衛(wèi)星通信、光纖通信為主的干線電力通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)初步形成，在多種通信手段競(jìng)相發(fā)展的今天，電力線載波通信是地區(qū)網(wǎng)、省網(wǎng)的主要通信手段之一。電力線載波技術(shù)是以電力線作為傳輸通道的通信方式，也是電力系統(tǒng)中唯一不需要線路投資的有線通信方式，它具有經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、可靠、不易破壞等特點(diǎn)。

雙介質(zhì)專變采集裝置以電力線載波通信技術(shù)為基礎(chǔ)，穩(wěn)定性好，抗干擾性強(qiáng)，徹底解決了無(wú)線公網(wǎng)覆蓋盲區(qū)遠(yuǎn)程抄表的數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題。

2.2技術(shù)原理

雙介質(zhì)專變采集裝置采用電力線載波通信技術(shù)，利用電力線網(wǎng)絡(luò)作為信息傳輸媒介，通過(guò)載波方式將模擬或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行語(yǔ)音或數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N特殊通信方式。電力網(wǎng)作為電能量輸送的專用網(wǎng)絡(luò)，是國(guó)家基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)之一，其網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)質(zhì)量、機(jī)械強(qiáng)度、安全經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)等方面都是經(jīng)得起考驗(yàn)的，它的覆蓋面之廣、容量之大是任何網(wǎng)絡(luò)都不能相比的。

主載波機(jī)接收到主站系統(tǒng)通過(guò)RS-232串口傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)后，對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼、調(diào)制、濾波、放大等處理，放大后的載波信號(hào)通過(guò)載波信號(hào)接口傳送給耦合器設(shè)備，地埋電纜通過(guò)耦合器注入到線纜屏蔽層中，架空線通過(guò)裝置注入到架空線路與大地構(gòu)成的信號(hào)傳輸回路中（高壓隔離電容的作用是隔離50HZ的工頻10KV高電壓，對(duì)于50K～500KHZ的載波信號(hào)是可以通過(guò)該電容的）。

電力架空線路的另一端從載波機(jī)安裝站點(diǎn)同樣安裝有耦合器設(shè)備，主載波機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的載波信號(hào)經(jīng)過(guò)耦合器設(shè)備傳送至從載波機(jī)，從載波機(jī)對(duì)載波信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、解調(diào)、解碼等處理還原出主載波機(jī)所發(fā)送的原始數(shù)據(jù)，再通過(guò)RS-232串口傳送給配電終端設(shè)備。

架空線利用相線與地構(gòu)成的通道回路進(jìn)行載波信號(hào)傳輸：

利用電纜屏蔽層左右載波信號(hào)媒介，通過(guò)電感耦合器將載波信號(hào)注入到電纜屏蔽層與大地之間構(gòu)成的電路回路中，進(jìn)行電纜端到端信號(hào)傳輸。

2.3解決方案

雙介質(zhì)終端采集裝置載波通信支持一主多從方案。在一條10KV線路上，可以將一個(gè)有信號(hào)處的臺(tái)區(qū)作為主節(jié)點(diǎn)，將一個(gè)或多個(gè)無(wú)信號(hào)處的臺(tái)區(qū)作為從節(jié)點(diǎn)。

在主節(jié)點(diǎn)處需要的設(shè)備包括耦合器、主載波機(jī)和載波通訊管理機(jī)。在從節(jié)點(diǎn)處需要的設(shè)備包括耦合器、從載波機(jī)和從終端。

在有GPRS信號(hào)覆蓋的臺(tái)區(qū)安裝雙介質(zhì)專變采集裝置主載波設(shè)備，主載波設(shè)備通過(guò)GPRS模塊連接主站;在無(wú)GPRS信號(hào)覆蓋的臺(tái)區(qū)安裝從載波設(shè)備，從載波設(shè)備通過(guò)串行口或485口連接集中器或者專變終端。

3關(guān)鍵技術(shù)

3.1 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的大數(shù)據(jù)服務(wù)器

智能終端的中心服務(wù)器采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)來(lái)自各專變的多種電參數(shù)，環(huán)境參數(shù)進(jìn)行綜合判斷，從而確定專變運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)維建議。

3.2 雙介質(zhì)數(shù)據(jù)傳送體系

采用電力線載波和無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)交替?zhèn)鬏數(shù)姆绞娇缭叫盘?hào)盲區(qū)，使得采集數(shù)據(jù)得以無(wú)障礙傳輸。

3.3 APP定位與協(xié)同排障

運(yùn)維APP可以按照調(diào)度人員的指令提供異常終端的精確位置，運(yùn)維人員到達(dá)后根據(jù)檢查狀況向調(diào)度人員核實(shí)異常原因，并現(xiàn)場(chǎng)遙控調(diào)整采集設(shè)備參數(shù)。

4 風(fēng)險(xiǎn)控制

a身份認(rèn)證

本系統(tǒng)采用遠(yuǎn)程密碼認(rèn)證，在登錄系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)的密碼是存儲(chǔ)在后臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器中，在本地輸入的密碼需要發(fā)送給遠(yuǎn)端的后臺(tái)服務(wù)器，只有和服務(wù)器中的密碼一致，我們才被允許登錄系統(tǒng)。為了防止攻擊者采用離線字典攻擊的方式破解密碼，系統(tǒng)設(shè)置了在登錄嘗試失敗達(dá)到一定次數(shù)后鎖定賬號(hào)，在一段時(shí)間內(nèi)阻止攻擊者繼續(xù)嘗試登錄。

c訪問(wèn)授權(quán)

系統(tǒng)采用基于角色的訪問(wèn)控制進(jìn)行資源授權(quán)，其基本思想是，對(duì)系統(tǒng)操作的各種權(quán)限如菜單、按鈕和數(shù)據(jù)，不是直接授予具體的用戶，而是在用戶集合與權(quán)限集合之間建立一個(gè)角色集合。每一種角色對(duì)應(yīng)一組相應(yīng)的權(quán)限。一旦用戶被分配了適當(dāng)?shù)慕巧螅撚脩艟蛽碛写私巧乃胁僮鳈?quán)限。這樣做的優(yōu)勢(shì)是，不必在每次創(chuàng)建用戶時(shí)都進(jìn)行分配權(quán)限的操作，只要分配用戶相應(yīng)的角色即可，而且角色的權(quán)限變更比用戶的權(quán)限變更要少得多，這樣將簡(jiǎn)化用戶的權(quán)限管理，減少系統(tǒng)的開(kāi)銷。

d、關(guān)鍵數(shù)據(jù)加密

對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，將系統(tǒng)數(shù)據(jù)按照敏感字段安全需求程度不同劃分為兩類：一是登錄用戶的權(quán)限信息，包括登錄密碼等，采用不可逆加密算法進(jìn)行加密，如MD5算法配合加密次數(shù)和“鹽”;二是實(shí)際的用戶的一些個(gè)人數(shù)據(jù)，如聯(lián)系人、電話號(hào)碼、住址等信息，采用可逆的加密算法進(jìn)行加密，既考慮破解的難度，也考慮加加解密對(duì)系統(tǒng)的壓力。

e、會(huì)話管理

對(duì)訪問(wèn)系統(tǒng)的會(huì)話進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制，主要涵蓋三個(gè)方面的管理：一是會(huì)話超時(shí)管理，將超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)間的無(wú)活動(dòng)會(huì)話進(jìn)行清理，既可以降低客戶端被非法使用的概率，又可以減輕系統(tǒng)壓力;二是會(huì)話清理間隔時(shí)間，定時(shí)清理失效會(huì)話，清理用戶直接關(guān)閉瀏覽器造成的孤立會(huì)話;三是登錄用戶數(shù)控制，確保同一個(gè)賬號(hào)只能同時(shí)一個(gè)在線。

5總結(jié)

雙介質(zhì)專變采集智能終端通過(guò)以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)+電力網(wǎng)為載體，采集運(yùn)維人員無(wú)需頻繁前往配電變壓器地點(diǎn)就可以通過(guò)統(tǒng)一平臺(tái)集中監(jiān)控電纜運(yùn)行狀態(tài)。節(jié)省了大量人員和資金的投入。通過(guò)智能平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)的自動(dòng)分析合理給出配變運(yùn)行異常地點(diǎn)，及時(shí)派出運(yùn)維人員檢查維護(hù)，將安全事故遏制在萌芽之中。對(duì)提高配電網(wǎng)運(yùn)維水平具有明顯的促進(jìn)作用，有效的提升了配電網(wǎng)電能輸送安全性，增進(jìn)了用電客戶對(duì)電力部門服務(wù)水平的滿意度。